基于STEM理念的高中生物實驗教學

摘 要：隨著社會步伐的前進和科學技術的提高，為了能提高教師的上課效率以及學生的上課效率，一系列的理念被運用到教師的教學中，以便學生能夠更簡單地接受教師所傳授的理論。STEM教育理論是基于當代教學環境提出的一種新教育理論，能夠大大提升教師的上課效率。重點講基于STEM理念的高中生物實踐，以“酵母細胞的固定化”教學實驗當做探索主題。

關鍵詞：STEM理念;生物實驗;酵母細胞的固定化;實踐;探究

STEM簡單理解，就是科學、技術、工程和數學的第一個字母的組合。STEM教育就是對科學、技術、工程和數學的訓練。STEM教育不僅能幫助學生打好堅實的知識基礎，還能夠幫助學生開拓創新與實踐方面的能力，為中國社會培育創造型的高技術人才。STEM的教學理念就是將四門學科緊緊地聯系在一起，形成一個綜合體系，以期培養出更多的綜合型人才。

一、提出問題，做出假設

做實驗最基礎的一步就是提出問題并作出假設，這步做到位，就可以為接下來的步驟打下非常好的基礎。這在整個實驗中起著統領的重要作用，同時，通過自己的認真思考提出問題，作出合理的假設，在一定程度上可以充分激起學生對實驗實踐的興趣，從而完全調動學生的主觀能動性，讓學生的思想與行動都充分投入實驗探索中。教師在平常傳授知識的過程中也應當充分運用STEM理念，以充分激發學生的興趣，在很大程度上提升學生的上課效率，教師也應當避免枯燥無味的課堂，不活潑的課堂無法充分激發學生的上課興趣。在“酵母細胞的固定化”的教學實踐與探究中，教師可以先用一段酵母菌發酵釀酒的視頻引起學生的興趣，從而激發學生對本實驗的思考與探索實踐。這樣本次實驗就有了一個十分良好的開端，非常利于后續教學的進行。

二、分析討論，設置辦法

學生做出自己的假設之后，就要通過小組討論各抒己見，通過不斷地融合討論想出合適的方案。在這個過程中，教師可以適當地引導學生思考一些科學方法，但總體上還是以學生為主，要讓學生有充足的思考時間，最后確定最適合這個小組的可以進行實驗的方案與技術方法。教師在引導學生時，一定要確保學生可以有效地理解。在這個實驗中，對照與單一變量原則是探索實踐的方法基石。教師可以通過易懂的問題逐步引導學生設計方案。例如：如何設計實驗簡便和有效;如何控制實驗中的環境條件是有氧還是無氧;如何檢測本次實驗的結果;如何測定實驗因素;如何控制本次實驗中的變與不變量，等等。在小組學生討論整合之后，再通過與教師的討論，最后整合出一套完整的方案，這樣的教學方法既可以讓學生理解最后設計出的實驗方案，又可以讓學生充分加入到本次實驗當中，充分激發學生對本次實驗的興趣，這對培養學生的實踐探索能力是十分有效果的，也充分體現了STEM的教學理念。

三、動手實驗，觀察現象

教師可以讓學生通過動手實驗充分理解與進一步學習教師所要傳授的理論知識，教師在學生正式進行實驗之前，告知學生實驗要求與如何進行實踐，以及如何正確進行觀察和記錄。這個過程不僅可以使學生進一步深刻理解理論知識，而且可以通過這個過程學習到新的本領，是一個非常重要的過程。本次實驗相對來說是比較簡單、易操作的，學生可以通過小組合作完成這個實驗。教師在學生完成實驗的過程當中，要幫助學生解決難題，例如，難操作的方面和學生不易理解的問題等，確保學生所做的每一步實驗都是有理可據的，這對學生來說才是最好的傳授知識的方法。在學生遇到難題時，教師要做的是引導，為什么這樣做，而不是直接替他們動手，這對學生的發展是極其不利的。培養液的配置與自變量的控制以及因變量的測驗等觀察，都是本次實驗的重點以及關鍵，教師一定要密切注意學生的動手。同時，這也是充分考查學生能力的一個過程。

四、分析數據，得出結論

學生在觀察實驗現象的同時，一定要及時做好數據記錄，這也是做實驗的關鍵，倘若沒有及時做記錄，那么前期的努力都將付之東流。教師引導學生對所記錄數據進行合理分析，這也是提升學生探索能力的一個重要過程，學生在得出結論之后，可以與學生先前所做的假設做對比。學生還可以通過深入思考實驗結果是否符合常理，實驗誤差的大小以及原因，最后得出本次實驗的結論：酵母菌在有沒有氧氣的情況下都可以進行細胞呼吸，酵母菌在沒有氧氣的情況下進行呼吸會生成酒精。

五、結束語

STEM理念與“酵母細胞的固定化”實踐結合，充分融合了當代教育環境下教師與學生之間與知識的關系，可以有效培育祖國發展需要的高技術人才。

參考文獻：

[1]華激文.基于STEM理念的生物實驗教學：“酵母細胞固定化”的教學實踐與探索[J].中學生物教學，2017（1）：41-43.

[2]郭琪琦.基于STEM理念的高中生物實驗教學改進策略：以“探究環境因素對光合作用強度的影響”為例[J].中學生物教學，2019，312（13）：36-38.

注：本文系甘肅省教育科學“十三五”規劃2020年度一般課題“基于STEM教育理念的高中生物學教學設計與實踐研究”（立項號：GS[2020]GHB1476）與甘肅省定西市教育科學“十三五”規劃2020年度課題立項名單“基于STEM教育理念的高中生物學實驗教學的實踐研究”（立項號：DX[2020]GHB462）的成果之一。

作者簡介：龔娟娟（1984—），女，漢，甘肅岷縣人，碩士研究生，一級教師，甘肅省岷縣第一中學。